/*大卫的webserver 
这是一个简单的网络服务器。
*由j·大卫·布莱克斯通于1999年11月创立。
* CSE 4344(网络概念)，齐格勒教授。
德克萨斯大学阿林顿分校。
*/
/*此程序为Sparc Solaris 2.6编译。
*Linux下编译:
* 1)注释#include <pthread.h >。
* 2)注释掉定义变量newthread的行。
* 3)注释掉运行pthread_create() 的两行。
* 4)取消运行accept_request()的行。
* 5)从Makefile中删除-lsocket。
*/
#include <stdio.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/types.h>
#include <netinet/in.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <ctype.h>
#include <strings.h>
#include <string.h>
#include <sys/stat.h>
//#include <pthread.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>

#define ISspace(x) isspace((int)(x))

#define SERVER_STRING "Server: jdbhttpd/0.1.0\r\n"

void accept_request(int);                                        // 处理从套接字上坚听到的一个http请求
void bad_request(int);                                           // 返回给客户端错误的请求
void cat(int, FILE *);                                           // 读取服务器上某个文件写到 socket 套接字
void cannot_execute(int);                                        // 主要处理发生在执行cgi程序时出现的错误
void error_die(const char *);                                    // 把错误信息写到perror并退出
void execute_cgi(int, const char *, const char *, const char *); // 运行cgi程序时出现的错误
int get_line(int, char *, int);                                  // 获取套接字的一行
void headers(int, const char *);                                 // 把http响应的头部写到套接字
void not_found(int);                                             // 主要处理找不到请求的文件时的情况
void serve_file(int, const char *);                              // 调用cat把服务器文件返回给浏览器
int startup(u_short *);                                          // 初始化httpd服务,包括建立套接字,绑定端口,进行监听等
void unimplemented(int);                                         // 返回给浏览器表明收到的http请求所有的method不被支持

/**********************************************************************/
/* 处理从服务器端口上监听到的http请求
 * 返回值: 适当处理请求的过程  (PS: Process the request appropriately.)
 * 参数: 连接到客户端的套接字
 */
/**********************************************************************/
void accept_request(int client)
{
  char buf[1024];
  int numchars;
  char method[255];
  char url[255];
  char path[512];
  size_t i, j;
  struct stat st;
  int cgi = 0; /* becomes true if server decides this is a CGI program */
  char *query_string = NULL;
  +

      // 得到请求的第一行
      numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
  i = 0;
  j = 0;
  // 把客户端的请求方法存到method数组
  while (!ISspace(buf[j]) && (i < sizeof(method) - 1))
  {
    method[i] = buf[j];
    i++;
    j++;
  }
  method[i] = '\0';

  //如果既不是GET又不是POST则无法处理
  if (strcasecmp(method, "GET") && strcasecmp(method, "POST"))
  {
    unimplemented(client);
    return;
  }

  // POST的时候开启cgi
  if (strcasecmp(method, "POST") == 0)
    cgi = 1;

  // 读取url地址
  i = 0;
  while (ISspace(buf[j]) && (j < sizeof(buf)))
    j++;
  while (!ISspace(buf[j]) && (i < sizeof(url) - 1) && (j < sizeof(buf)))
  {
    // 保存url
    url[i] = buf[j];
    i++;
    j++;
  }
  url[i] = '\0';

  // 处理Get
  if (strcasecmp(method, "GET") == 0)
  {
    // 待处理请求为url
    query_string = url;
    while ((*query_string != '?') && (*query_string != '\0'))
      query_string++;
    // GET方法特点, ? 后面为参数
    if (*query_string == '?')
    {
      // 开启cgi
      cgi = 1;
      *query_string = '\0';
      query_string++;
    }
  }

  // 格式化url到path数组,html文件都在htdocs中 
  sprintf(path, "htdocs%s", url);
  // 默认情况为index.html
  if (path[strlen(path) - 1] == '/')
    strcat(path, "index.html");
  // 根据路径找到对应文件
  if (stat(path, &st) == -1)
  {
    // 把所有headers的信息都丢弃
    while ((numchars > 0) && strcmp("\n", buf)) /* read & discard headers */
      numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
    // 告诉客户端没有找到
    not_found(client);
  }
  else
  {
    // 如果是个目录,则默认使用该目录下 index.html文件
    if ((st.st_mode & S_IFMT) == S_IFDIR)
      strcat(path, "/index.html");
    if ((st.st_mode & S_IXUSR) ||
        (st.st_mode & S_IXGRP) ||
        (st.st_mode & S_IXOTH))
      cgi = 1;
    // 不是cgi,直接把服务器文件返回,否则执行cgi
    if (!cgi)
      serve_file(client, path);
    else
      execute_cgi(client, path, method, query_string);
  }

  // 断开与客户端的连接
  close(client);
}

/**********************************************************************/
/* 通知客户它所提出的请求有问题。
 * 参数: 客户端套接字 */
/**********************************************************************/
void bad_request(int client)
{
  char buf[1024];

  // 回应客户端错误的http请求
  sprintf(buf, "HTTP/1.0 400 BAD REQUEST\r\n");
  send(client, buf, sizeof(buf), 0);
  sprintf(buf, "Content-type: text/html\r\n");
  send(client, buf, sizeof(buf), 0);
  sprintf(buf, "\r\n");
  send(client, buf, sizeof(buf), 0);
  sprintf(buf, "<P>Your browser sent a bad request, ");
  send(client, buf, sizeof(buf), 0);
  sprintf(buf, "such as a POST without a Content-Length.\r\n");
  send(client, buf, sizeof(buf), 0);
}

/**********************************************************************/
/* 将文件的全部内容放在套接字上。这个函数是以UNIX“cat”命令命名的，因
 * 为它可能更容易做一些类似于管道、fork和exec(“cat”)的操作。
 * Parameters: 客户端套接字描述符
 *             FILE pointer for the file to cat */
/**********************************************************************/
void cat(int client, FILE *resource)
{
  char buf[1024];

  // 读取文件中的所有数据到socket
  fgets(buf, sizeof(buf), resource);
  while (!feof(resource))
  {
    send(client, buf, strlen(buf), 0);
    fgets(buf, sizeof(buf), resource);
  }
}

/**********************************************************************/
/* 通知客户端CGI脚本不能执行.
 * Parameter:客户端套接字描述符. */
/**********************************************************************/
void cannot_execute(int client)
{
  char buf[1024];

  // 告诉客户端 cgi无法执行
  sprintf(buf, "HTTP/1.0 500 Internal Server Error\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "Content-type: text/html\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "<P>Error prohibited CGI execution.\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
}

/**********************************************************************/
/*用perror()打印错误消息(用于系统错误;基于errno的值，表示系统调用错误，并退出表示错误的程序。. */
/**********************************************************************/
void error_die(const char *sc)
{
  perror(sc);
  exit(1);
}

/**********************************************************************/
/* 执行一个CGI脚本。将需要设置适当的环境变量。.
 * Parameters: 客户端套接字描述符
 *             CGI脚本路径 */
/**********************************************************************/
void execute_cgi(int client, const char *path,
                 const char *method, const char *query_string)
{
  char buf[1024];
  int cgi_output[2];
  int cgi_input[2];
  pid_t pid;
  int status;
  int i;
  char c;
  int numchars = 1;
  int content_length = -1;

  buf[0] = 'A';
  buf[1] = '\0';
  if (strcasecmp(method, "GET") == 0)
    while ((numchars > 0) && strcmp("\n", buf)) /* read & discard headers */
      numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
  else /* POST */
  { //对post的http请求中找出content_length
    numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
    while ((numchars > 0) && strcmp("\n", buf))
    {
      // 利用 \0 进行分隔
      buf[15] = '\0';
      // http请求的特点
      if (strcasecmp(buf, "Content-Length:") == 0)
        content_length = atoi(&(buf[16]));
      numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
    }
    // 没有找到content_length
    if (content_length == -1)
    {
      // 错误请求
      bad_request(client);
      return;
    }
  }

  // 正确,http状态码200
  sprintf(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);

  // 建立管道
  if (pipe(cgi_output) < 0)
  {
    // 错误处理
    cannot_execute(client);
    return;
  }
  // 建立管道
  if (pipe(cgi_input) < 0)
  {
    // 错误处理
    cannot_execute(client);
    return;
  }

  if ((pid = fork()) < 0)
  {
    // 错误处理
    cannot_execute(client);
    return;
  }
  if (pid == 0) /* child: CGI script */
  {
    char meth_env[255];
    char query_env[255];
    char length_env[255];

    // 把STDOUT重定向到cgi_output的写入端
    dup2(cgi_output[1], 1);
    // 把STDIN重定向到cgi_input的读取端
    dup2(cgi_input[0], 0);
    // 关闭cgi_input的写入端和cgi_output的读取端
    close(cgi_output[0]);
    close(cgi_input[1]);
    // 设置request_method的环境变量
    sprintf(meth_env, "REQUEST_METHOD=%s", method);
    putenv(meth_env);
    if (strcasecmp(method, "GET") == 0)
    {
      // 设置query_string的环境变量
      sprintf(query_env, "QUERY_STRING=%s", query_string);
      putenv(query_env);
    }
    else
    { /* POST */
      // 设置 content_length的环境变量
      sprintf(length_env, "CONTENT_LENGTH=%d", content_length);
      putenv(length_env);
    }

    // 用execl运行cgi程序
    execl(path, path, NULL);
    exit(0);
  }
  else
  { /* parent */
    // 关闭cgi_input的读取端和cgi_output的写入端
    close(cgi_output[1]);
    close(cgi_input[0]);
    if (strcasecmp(method, "POST") == 0)
      // 接收post过来的数据
      for (i = 0; i < content_length; i++)
      {
        recv(client, &c, 1, 0);
        // 把POST数据写入cgi_input,现在重定向到STDIN
        write(cgi_input[1], &c, 1);
      }
    // 读取cgi_ouput的管道输出到客户端,该管道输入是STDOUT
    while (read(cgi_output[0], &c, 1) > 0)
      send(client, &c, 1, 0);

    // 关闭管道
    close(cgi_output[0]);
    close(cgi_input[1]);
    // 等待子进程
    waitpid(pid, &status, 0);
  }
}

/**********************************************************************/
/* 从套接字中读取一行 
 *
 * 参数: 套接字描述符   保存数据的缓冲区地址  缓冲区的大小 
 * 返回值: 存储的字节数(应该不包括 \0)
 * */
/**********************************************************************/
int get_line(int sock, char *buf, int size)
{
  int i = 0;
  char c = '\0';
  int n;

  // 把终止条件统一为 \n 换行符,标准化buf数组
  while ((i < size - 1) && (c != '\n'))
  {
    n = recv(sock, &c, 1, 0);
    /* DEBUG printf("%02X\n", c); */
    if (n > 0)
    {
      // 收到 \r 则继续接收下个字节,因为换行符可能是 \r\n
      if (c == '\r')
      {
        // 使用MSG_PEEK标志使下一次读取依然可以得到这次读
        // 取的内容,
        n = recv(sock, &c, 1, MSG_PEEK);
        /* DEBUG printf("%02X\n", c); */
        // 如果是换行符
        if ((n > 0) && (c == '\n'))
          recv(sock, &c, 1, 0);
        else
          c = '\n';
      }
      // 存到缓冲区
      buf[i] = c;
      i++;
    }
    else
      c = '\n';
  }
  buf[i] = '\0';
  
  // 返回buf数组的大小
  return (i);
}

/**********************************************************************/
/* 返回http头信息. */
/* 参数: 用于打印标题的套接字  文件的名称 */
/**********************************************************************/
void headers(int client, const char *filename)
{
  char buf[1024];
  (void)filename; /* 可以使用文件名来确定文件类型 */

  // 正常的 HTTP header
  strcpy(buf, "HTTP/1.0 200 OK\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  // 服务器信息
  strcpy(buf, SERVER_STRING);
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "Content-Type: text/html\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  strcpy(buf, "\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
}

/**********************************************************************/
/* 给客户端一个404 . */
/**********************************************************************/
void not_found(int client)
{
  char buf[1024];

  sprintf(buf, "HTTP/1.0 404 NOT FOUND\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, SERVER_STRING);
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "Content-Type: text/html\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "<HTML><TITLE>Not Found</TITLE>\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "<BODY><P>The server could not fulfill\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "your request because the resource specified\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "is unavailable or nonexistent.\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "</BODY></HTML>\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
}

/**********************************************************************/
/* 向客户端发送一个常规文件。使用标头，如果发生错误，将错误报告给客户端
 * 参数: 客户端套接字的描述符    文件指针 
 * /
/**********************************************************************/
void serve_file(int client, const char *filename)
{
  FILE *resource = NULL;
  int numchars = 1;
  char buf[1024];

  // 读取并丢弃header
  buf[0] = 'A';
  buf[1] = '\0';
  while ((numchars > 0) && strcmp("\n", buf)) /* read & discard headers */
    numchars = get_line(client, buf, sizeof(buf));
  
  // 打开sever的文件
  resource = fopen(filename, "r");
  if (resource == NULL)
    not_found(client);
  else
  {
    // 写http header
    headers(client, filename);
    // 复制文件
    cat(client, resource);
  }
  fclose(resource);
}

/**********************************************************************/
/* 该函数启动监听指定端口上的web连接的过程。如果端口为0，则动态地
 * 分配一个端口并修改原始端口变量以反映实际的端口。
 * 参数: 指向要连接的端口的变量的指针。
 * 返回值: 这个套接字 */
/**********************************************************************/
int startup(u_short *port)
{
  int httpd = 0;
  struct sockaddr_in name;

  // 建立socket
  httpd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  if (httpd == -1)
    error_die("socket");
  memset(&name, 0, sizeof(name));
  name.sin_family = AF_INET;
  name.sin_port = htons(*port);
  name.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
  if (bind(httpd, (struct sockaddr *)&name, sizeof(name)) < 0)
    error_die("bind");
  // 如果当前指定端口是0,则动态随机分配一个端口
  if (*port == 0) /* if dynamically allocating a port */
  {
    int namelen = sizeof(name);
    if (getsockname(httpd, (struct sockaddr *)&name, &namelen) == -1)
      error_die("getsockname");
    *port = ntohs(name.sin_port);
  }
  // 开始监听
  if (listen(httpd, 5) < 0)
    error_die("listen");
  // 返回socket id
  return (httpd);
}

/**********************************************************************/
/* 告诉客户端所请求的web方法没有实现 
 * Parameter: the client socket */
/**********************************************************************/
void unimplemented(int client)
{
  char buf[1024];

  sprintf(buf, "HTTP/1.0 501 Method Not Implemented\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, SERVER_STRING);
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "Content-Type: text/html\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "<HTML><HEAD><TITLE>Method Not Implemented\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "</TITLE></HEAD>\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "<BODY><P>HTTP request method not supported.\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
  sprintf(buf, "</BODY></HTML>\r\n");
  send(client, buf, strlen(buf), 0);
}

/**********************************************************************/

int main(void)
{
  int server_sock = -1;
  u_short port = 0;
  int client_sock = -1;
  struct sockaddr_in client_name;
  int client_name_len = sizeof(client_name);
  //pthread_t newthread;

  //在对应的端口建立httpd服务
  server_sock = startup(&port);
  printf("httpd running on port %d\n", port);

  while (1)
  {
    // 这地方会阻塞住,如果客户端发来连接请求会继续往下执行
    client_sock = accept(server_sock,
                         (struct sockaddr *)&client_name,
                         &client_name_len);
    if (client_sock == -1)
      error_die("accept");
    /* accept_request(client_sock); */
    // 开启新的线程来处理请求
    //if (pthread_create(&newthread, NULL, accept_request, client_sock) != 0)
    //  perror("pthread_create");
  }

  // 关闭服务(释放套接字)
  close(server_sock);

  return (0);
}
